磁電復(fù)合材料的磁電相位移動(dòng)機(jī)理及多層制備工藝研究.pdf

1、磁電材料是指具有磁電效應(yīng)或者逆磁電效應(yīng)的材料。磁電效應(yīng)為施加磁場(chǎng)產(chǎn)生極化的效應(yīng)，逆磁電效應(yīng)為其逆過(guò)程，即施加電場(chǎng)產(chǎn)生磁化的效應(yīng)。在磁電材料的大家族中，磁電復(fù)合材料在室溫下表現(xiàn)出良好的磁電性能，是目前最具有實(shí)用潛力的磁電材料。但是，目前多數(shù)的研究主要集中在如何提高材料的磁電幅值，對(duì)于磁電材料的相位信息關(guān)注較少，相位移動(dòng)現(xiàn)象及其機(jī)理缺少系統(tǒng)的研究。另外，為了滿足當(dāng)代社會(huì)對(duì)電子器件微型化、多功能化及高性能化的要求，對(duì)于磁電復(fù)合材料的研究也趨向

2、于小型化、高性能化。多層磁電復(fù)合材料磁電性能較高，但是其制備工藝多是機(jī)械重復(fù)兩層結(jié)構(gòu)的工藝，制備工藝復(fù)雜，工作量大，有待改進(jìn)。本文針對(duì)磁電相位研究現(xiàn)狀，展開了關(guān)于磁電相位移動(dòng)機(jī)理的研究。另外，本文嘗試改進(jìn)傳統(tǒng)多層磁電復(fù)合材料的制備工藝，以期望便捷、高效、批量化地制備多層磁電復(fù)合材料。
　　本文以Ni塊體/PZT(Pb(Zr，Ti) O3，以下統(tǒng)稱PZT）為研究對(duì)象，觀察到了一系列相位移動(dòng)現(xiàn)象，與Ni粉末/Epoxy/PZT進(jìn)行對(duì)比

3、，二者的磁電相位移動(dòng)現(xiàn)象存在顯著的不同。為了系統(tǒng)地研究磁電相位移動(dòng)的機(jī)理，采用磁彈耦合性能強(qiáng)的Terfenol-D(Tb0.28Dy0.72Fe2以下統(tǒng)稱Terfenol-D)合金為鐵磁相，采用粘合法制備出疊層Terfenol-D塊體/PZT、Terfenol-D粉末/Epoxy/PZT磁電復(fù)合材料，分別對(duì)其在非諧振頻率、諧振頻率下的磁電回線、磁電頻譜進(jìn)行測(cè)試，觀察到了與Ni體系磁電材料相似的相位移動(dòng)現(xiàn)象。經(jīng)過(guò)對(duì)比分析得出結(jié)論:在非諧振

4、頻率下，磁電相位移動(dòng)幅度來(lái)源于金屬鐵磁相中的渦流，移動(dòng)幅度較小;在諧振頻率下，磁電相位來(lái)源于外磁場(chǎng)導(dǎo)致的鐵磁相彈性模量的變化，并發(fā)生了大幅度的移動(dòng)，最大移動(dòng)幅度接近180°，體現(xiàn)出了巨磁電相位移動(dòng)的現(xiàn)象。
　　多層磁電復(fù)合材料制備工藝的改進(jìn)開始于多層材料的一體化工藝設(shè)計(jì)。通過(guò)編寫線切割程序代碼，將鐵磁相一次性切割成形，同時(shí)，通過(guò)將環(huán)氧樹脂與壓電性粉末混合，得到具有良好流動(dòng)性的壓電相，隨后將壓電相灌注到鐵磁相中，實(shí)現(xiàn)多層磁電復(fù)合材料